SSD-architectuur

Hoewel FLASH-geheugen de hoeksteen is van de Solid State Drive (SSD) en op FLASH gebaseerde schijven (USB Thumbdrives), zijn er verschillende andere SSD-componenten die gegevens moeten passeren. Kernaandrijvingsfuncties in een SSD omvatten FLASH-adressering, besturing, foutafhandeling en schaling.

Voor elk van deze schijfbeheerfuncties wordt een combinatie van hardware-, firmware- en softwarebenaderingen gebruikt, waarbij de systeemontwerper afwegingen maakt om de ideale mix voor elke op flash gebaseerde schijf vast te stellen.

De primaire afwegingen zijn onder meer:

Prestatie
- Toegangslatentie
- Aanhoudende leessnelheid
- Aanhoudende schrijfsnelheid
- Herformatteringstijd (TRIM)

Fysieke grenzen en doelen
- Verpakking (vormfactor, PWB en beschikbare componentpakketten)
- Stroomverbruik en dissipatie
- Gewicht
- Schalen (onderdelen toevoegen, dichtere onderdelen gebruiken, submodules toevoegen)

Kosten
- Concurrerend basisaanbod
- Concurrerend geschaald aanbod

Systeeminterface
- Vast (één en slechts één doelsysteeminterface)
- Beschikbaar met verschillende interfaces (dwz: SATA en SAS)
- Verkrijgbaar met meerdere interfaces (bijv.: 1394/Firewire en USB)

Zodra er een reeks vereisten is vastgesteld voor een individuele SSD, kan de systeemarchitect een breed scala aan benaderingen verkennen om aan de vereisten te voldoen. Het is een iteratief proces waarbij verschillende oplossingen worden gegenereerd, gesimuleerd, getest en vergeleken, waarbij uiteindelijk één systeemontwerp wordt geselecteerd voor implementatie.

Dit definitieve systeemontwerp identificeert welke delen van elk van de beheerfuncties (adressering, controle, foutafhandeling en schaling) moeten worden geleverd door hardware, firmware en software - zowel op productaanbodniveau als in de softwaredriver op de host niveau.

Figuur 1 illustreert een algemeen beeld van de gemeenschappelijke architectonische systeemcomponent die bij elk SDD-systeem hoort. Tabel 1 geeft samenvattende details voor elk onderdeel van het functionele gebied.

Figuur 2 illustreert een eenvoudigste equivalente implementatie waarmee de meeste mensen bekend zijn; – een USB-stick. In het geval van de USB-stick worden een eenvoudige maximaal twee FLASH-chips gecombineerd met een enkele controller-chip om een SSD-schijf te vormen. De controller gebruikt firmware voor veel functies in plaats van speciale (en snellere) hardware. In het geval van thumbdrives zijn de kosten het doorslaggevende criterium, dus meer functies worden uitgevoerd in software in de controller en in de hostdriver, in plaats van in hardware.

Componenten van de Flash Drive-architectuur

Ga terug naar de SSD-gids